抗青光眼手術對角膜內皮細胞的影響

徐雪嬌，成洪波，韓　冰

?

·文獻綜述·

抗青光眼手術對角膜內皮細胞的影響

徐雪嬌1，2，成洪波2，韓冰2

角膜的透明性是實現外界光線在視網膜上清晰成像的重要基本條件之一，而角膜內皮細胞又對角膜的透明性有至關重要的作用，因此只有保證角膜內皮細胞解剖形態及生理功能完整，才能擁有正常的視力，然而，眼內手術不可避免地對角膜內皮細胞造成不同程度的損傷。本文就不同青光眼手術對角膜內皮細胞的影響進行了綜述。

青光眼；手術；角膜內皮細胞

引用：徐雪嬌，成洪波，韓冰.抗青光眼手術對角膜內皮細胞的影響.國際眼科雜志2016;16(7):1283-1286

0引言

青光眼是目前全球性的重大致盲眼病，嚴重威脅著人類的視覺健康，青光眼治療中經過多中心驗證，具有確切臨床療效的方法就是降低患者的眼壓[1]。越來越多的研究表明藥物治療在青光眼的早期階段具有確切的療效[2-3]，但對于處于疾病中、晚期的患者，以及很多藥物難以控制的青光眼類型，藥物已經不能滿足“靶眼壓”的需要，此時抗青光眼手術即成為了主要的治療方法。眼內手術對角膜內皮細胞層會產生不同程度的損傷，這一點已被眼科工作者所熟知。對于中、晚期的青光眼患者，視神經已明顯受損導致視野縮小，嚴重影響患者的正常視力，視神經的損傷是不可逆的，此時行抗青光眼手術降低患者眼壓防止視神經進一步損傷的同時，必須確保角膜內皮層正常結構及功能的完整才能給予患者最佳的視力，青光眼手術的治療才更有意義。

1青光眼對角膜內皮細胞的影響

正常角膜內皮細胞為一層六角形扁平細胞構成，細胞排列整齊，形態和大小相當一致，它們之間緊密連接，細胞頂部朝向前房，基底面向后彈力層，人角膜內皮細胞(human corneal endothelial cells，HCECs)隨年齡增長發生退行性改變，已有研究證實各年齡階段均有不同的衰老基因表達，成人后角膜內皮層失去增殖能力，受損時由鄰近的細胞擴增、爬行覆蓋。角膜的透明性由角膜無血管及“脫水狀態”共同維持，角膜內皮層存在的泵功能對角膜半脫水狀態有著極其重要的作用。這一作用的實現依靠于角膜內皮層存在的溫度依賴性Na+-K+-ATP酶的活性,維持角膜內和房水內的Na+梯度。內皮層間的復合連接又保證了外界水分不能進入角膜內，從而形成了角膜的相對“脫水狀態”。任何導致角膜內皮損傷的因素，均是使得角膜內皮層正常的屏障結構受損，從而引起角膜水腫失去透明性。一般認為角膜內皮細胞密度小于300～500個/mm2時會出現角膜內皮細胞水腫甚至失代償。

最初對角膜內皮的觀察主要是運用細胞密度點記數的方法。后來研究發現，僅用細胞密度已不能準確反映角膜內皮損傷和功能變化狀況。形態異常的內皮細胞即使密度正常，也極易發生角膜內皮功能喪失等風險[4]。采用角膜內皮形態學計算機定量分析是目前較為常用，而且比較準確的方法。角膜內皮細胞檢查參數包括細胞密度(CD)和細胞面積(CA), 還有六邊形細胞百分數(6A)及細胞面積變異系數(CV, 即標準差/平均細胞面積)、各種形態細胞所占百分數等。隨著各種新型眼科設備的發展，角膜共焦顯微鏡出現在眼科工作中，它可以無創、實時觀察到角膜各層結構，在角膜的病理、生理、創傷愈合及疾病診斷治療中有以往其他檢查設備無可比擬的優勢，目前已在臨床上廣泛應用[5]。

2青光眼對角膜內皮細胞影響的機制研究

目前對于青光眼對角膜內皮細胞損害的機制尚未完全清楚，學者們提出很多假設，大致有3種[6]: (1)眼壓升高對角膜內皮細胞的直接損害。(2)青光眼患者常同時存在內皮細胞及小梁組織的變異。隨著年齡的增長,小梁網與角鞏膜部細胞數及角膜內皮細胞數量均逐漸降低。(3)抗青光眼藥物對角膜內皮細胞的毒性作用。正常角膜處于無血管狀態，其所需營養供給與角膜上的神經密切相關，故高眼壓對角膜內皮的損傷機制與對視神經的損傷有相似之處，眼壓增高壓迫角膜上的神經，使得角膜代謝受限，同時角膜緣血管網靜脈回流受限，角膜逐漸進行無氧代謝，有害的代謝產物堆積對角膜細胞產生損傷。缺氧狀態進一步影響角膜內皮層存在的Na+-K+-ATP酶，導致角膜的“脫水狀態”受影響，高眼壓使角膜屏障功能受物理性損傷的同時又破壞了角膜的正常功能的維持。Cho等[7]研究發現原發性開角型青光眼的成年患者角膜內皮細胞數量(2370.5 個/mm2)與正常人角膜內皮細胞計數(2723.6 個/mm2)相比明顯減少；但兩組之間的角膜密度無明顯差異。Gagnon等[6]觀察得到的結果是原發性開角型青光眼患者與正常性眼壓青光眼患者對比，前者角膜內皮細胞密度減少了13.0%，后者減少了11.9%。他們的研究均證明了高眼壓會對角膜內皮細胞產生損害。近年來一些研究均報道抗青光眼藥物由于其毒性作用明顯導致角膜內皮細胞受損[8-9]。

3不同類型青光眼對角膜內皮細胞的影響

很早就有學者發現，角膜內皮對驟然的眼壓升高很敏感，眼壓緩慢升高時產生的影響可能并不大。Zarnowski等[10]將收集的全部青光眼患者根據青光眼類型分為8組，并設置相應對照組，結果發現原發性開角型青光眼、慢性閉角型青光眼、急性閉角型青光眼、色素性青光眼、青少年型青光眼、正常眼壓性青光眼、囊膜性青光眼等8組青光眼類型患者角膜內皮細胞數量與對照組相比明顯減少，差異具有統計學意義(P<0.01)。Lee等[11]在對比正常眼壓性青光眼(NTG)和POAG時發現，NTG組角膜內皮細胞數量低于POAG組(2380.0±315.4vs2530.0±320.4 個/mm2,P=0.04),兩組內又分別對比了有晶狀體眼與人工晶狀體眼的角膜內皮細胞情況，結果顯示差異無統計學意義。

4外引流手術對角膜內皮細胞的影響

4.1小梁切除術對角膜內皮細胞的影響小梁切除術(trabeculectomy)作為經典的青光眼手術之一，仍然是目前最常用的抗青光眼治療，小梁切除術的基本原理是通過建立的濾過泡，將房水經鞏膜引流到結膜下，由結膜下組織對房水進行吸收，從而達到降低眼壓的目的。Brooks 等[12]很早的研究顯示：POAG中接受小梁切除術的術眼,角膜內皮細胞均值為1875±179個/mm2，未手術眼為2375±161個/mm2,差異具有統計學意義(P<0.05)，所以他們認為小梁切除術對角膜內皮細胞是有影響的。但是，Smith等[13]觀察了行小梁切除術的青光眼患者時發現，未發生淺前房者角膜內皮丟失率約1.6%,發生Ⅰ度和Ⅱ度淺前房者角膜內皮平均丟失約8.1%，Ⅲ度淺前房患者角膜內皮細胞丟失超過50%。我國學者王惠云等[14]研究也得到了類似的結果。學者們認為原因可能為Ⅰ～Ⅱ度淺前房發生時，眼部組織可自發修復重建，濾過泡仍能發揮濾過功效，故角膜內皮細胞不會受影響；而Ⅲ度淺前房發生時，周邊角膜與虹膜相貼，只有瞳孔區晶狀體與角膜間會留有裂隙狀間隙，故即使手術恢復前房結構，角膜內皮已發生失代償。臨床工作發現黏彈劑的使用可降低淺前房的發生率，減少角膜內皮細胞的丟失，Healon目前已廣泛應用，它在保護角膜內皮細胞的同時，又能起到防止濾過泡瘢痕化及周邊虹膜前粘連的發生。Synder等[15]對原發性開角型青光眼患者實行小梁切除術時使用黏彈劑與生理鹽水兩組進行了對比，結果發現手術時使用黏彈劑可明顯降低淺前房、脈絡膜脫離及低眼壓的發生率。綜合目前研究來看，小梁切除術作為經典的抗青光眼手術對角膜內皮細胞無明顯影響，當發生明顯的淺前房時角膜內皮細胞才會受損，而黏彈劑合理的使用會發揮很好的預防、保護作用。

4.2引流物植入手術對角膜內皮細胞的影響Ahmed青光眼引流閥(Ahmed glaucoma valve, AGV)是目前引流物中的代表性植入物, 尤其在難治性青光眼上取得了較好的效果。AGV是以文丘里泵原理為基礎，具有單向壓力敏感控制室，內含硅膠材質的壓力敏感瓣，限制引流裝置在眼內壓8～10mmHg(1.06～1.33kPa)開放。此引流裝置在防止了房水的過度引流的同時減少了低眼壓、淺前房等術后早期、晚期并發癥的發生, 有效的提高了手術的成功率[16]。Lee等[17]將難治性青光眼患者分為Ahmed青光眼引流閥植入組與藥物治療組，兩組進行對比發現，手術組在1mo時角膜內皮細胞計數的平均百分比下降了5.8%，6mo時下降了11.5%，12mo時下降了15.3%，18mo時下降了16.6%，24mo時下降了18.6%，與進行藥物治療的對照組同一時期進行比較差異具有統計學意義(P<0.05)；同時他們發現，術后2a時進行硅管植入的顳上區域角膜內皮細胞密度減少最為明顯，約22.6%，而中央區角膜內皮細胞密度減少最低，約15.4%。Kim等[18]對難治性青光眼患者行Ahmed青光眼引流閥植入后進行了維持1a的觀察，發現Ahmed 青光眼閥植入后全角膜內皮細胞的平均密度在這段時間內呈漸進性下降趨勢，且差異具有統計學意義(P<0.01)，細胞密度在角膜顳上區即最接近硅管植入的部位下降最多，而角膜中央區內皮細胞密度手術前后變化最小。這一結果與Lee等的觀察得到的結果相似；同時他們還發現移植后在形態學方面角膜內皮細胞也產生了明顯的變化，六角形細胞比例有所下降，多邊形細胞比例增加(P< 0.01)，術后6mo后逐漸接近術前狀態。由此可見，Ahmed青光眼閥植入術對角膜內皮細胞是有一定影響的，因此施行此種手術時應該注意術中操作的規范及輕柔，以減少對角膜內皮細胞的損傷，同時要加強術后對角膜內皮細胞的護理。

Ex-press引流釘植入術作為新一代抗青光眼手術于2012年引進到我國,其降低眼壓的作用機制與小梁切除術相同，即建立一個前房和球筋膜下的房水短循環，從而達到持續、定量引流房水的作用。Ex-press引流釘與Ahmed青光眼引流閥對比具有手術時間短，創傷小，明顯減輕術后瘢痕形成等并發癥的優點。Casini等[19]發現原發性開角型青光眼患者根據實行手術方式，分為三組，分別為小梁切除術組、Ahmed 青光眼引流閥植入術組以及Ex-press引流釘植入術組，三組分別與只進行了藥物治療的對側眼組成的對照組進行對比，結果顯示小梁切除術組在第1mo時角膜內皮細胞密度減少了3.5%，3mo時角膜內皮細胞密度減少了的4.2%,Ahmed青光眼引流閥植入術組在術后第1mo角膜內皮細胞密度無明顯變化，術后3mo時減少了3.5%；Ex-press引流釘植入術組術后第1、3mo角膜內皮細胞密度無明顯變化。這一研究提示我們在角膜內皮細胞密度偏少，存在角膜失代償高風險因素的患者, Ex-press引流釘植入術相比其他兩種手術是更為安全的治療措施。

5內引流手術對角膜內皮細胞的影響

5.1虹膜周切術對角膜內皮細胞的影響傳統的虹膜周切術是通過切除周邊虹膜使前后房溝通、瞳孔阻滯得到解除，術后前后房壓力平衡，可根治性的預防閉角型青光眼的再次發作。很早就有學者研究發現，傳統虹膜周切術后角膜內皮細胞無明顯變[6，20]。近些年激光周邊虹膜切開術已基本代替了傳統虹膜周切術，此種手術原理與傳統手術相同，只是利用激光在虹膜周邊進行打孔，來緩解瞳孔阻滯，溝通前后房。Nd:YAG 激光虹膜周邊切開術目前在臨床上已廣泛開展，且已有很多它對角膜內皮細胞產生損傷的報道，Marraffa等[21]應用UBM測量激光虹膜切開的部位和角膜內皮之間的距離，研究此距離在Nd:YAG激光虹膜周邊切開術對角膜內皮細胞造成損害中的作用, 結果得出角膜內皮細胞的受損情況與這個距離成反比,即距離手術部位越遠, 角膜內皮細胞的的丟失越小；Panek等[22]在觀察實行了Nd:YAG激光虹膜周邊切開術治療的青光眼患者角膜內皮細胞時也得出類似的結論。Wu等[23]發現Nd: YAG激光對角膜內皮細胞具有長期的損害作用，在術后1a時角膜內皮細胞的變化與術前相比，差異仍具有統計學意義，而且觀察到六角形細胞發生多形性的改變。Youm等[24]在觀察進行了氬激光虹膜切開術治療的家兔眼時發現，24h后便出現了許多被染成紅色的死亡細胞；在術后第4d，治療眼與對照眼相比角膜內皮細胞密度明顯下降(P<0.01)，TUNEL染色顯示許多TUNEL陽性細胞出現在角膜內皮細胞和角膜基質中，且觀察到細胞核及被破壞的內皮細胞。

5.2激光周邊虹膜成形術對角膜內皮細胞的影響激光周邊虹膜成形術(laser peripheral iridoplasty，LPI) 又稱激光房角成形術，其基本原理為通過激光在虹膜根部燒灼，產生收縮點，牽拉輕度粘連或接近粘連的前房角，開通房水的引流通道，來起到治療閉角型青光眼的作用，尤其對急性發作的閉角型青光眼能起到很好的控制眼壓的作用。目前學者們對激光周邊虹膜成形術對角膜內皮細胞的影響持不同的態度。國外一些研究表明激光周邊虹膜成形術對角膜內皮細胞會產生一定的損害[25]。尹奕等[26]觀察采用Nd: YAG激光進行LPI的角膜內皮細胞時發現，手術前后比較，患者角膜內皮細胞在術后1wk時，角膜內皮鏡結果對比可見，角膜內皮細胞密度有所下降，角膜內皮細胞平均面積增加，差異具有統計學意義(P< 0.05)；角膜內皮細胞丟失率與單次激光能量、激光擊射次數、激光總能量等呈正相關(r=0.59、0.69、0.66,P<0.05)。激光周邊虹膜成形術創傷小、手術步驟簡單、所用激光能量小、并發癥少而輕，但是由于它是通過熱燒灼作用來開通周邊房角，距離角膜內皮較近，所以必須關注它對角膜內皮細胞的損傷。

術前需進行充分的縮瞳，使虹膜組織繃緊、拉平，房角加寬，增加激光和角膜內皮間的距離。進行激光治療時要采用適當的最小精準激光能量、減少激光次數。術后監測眼壓變化防止眼壓升高、非甾體類抗炎藥及皮質類固醇類藥物治療能減輕前房反應，一定程度上防止了內皮細胞的繼續丟失。

6減少房水生成的手術對角膜內皮細胞的影響

減少房水生成手術主要是通過冷凝、透熱、激光破壞睫狀體，從而減少房水的生成，降低眼壓，主要用于減輕絕對期青光眼患者眼部疼痛癥狀。睫狀體光凝術目前較為常用。對于多數需要進行睫狀體光凝的絕對期青光眼患者，其視神經及視力已明顯受損，角膜內皮細胞由于長期的高眼壓、抗青光眼藥物等作用也已受到破壞，然而，睫狀體光凝術降低眼壓的同時，解除了持續高眼壓對角膜內皮的損害，所以從此角度講，即使睫狀體光凝術時存在暫時的高眼壓、炎癥反應、能量爆破等對角膜內皮細胞會產生不可避免的損傷，但它卻能夠防止角膜內皮細胞進一步受損，對維持角膜穩定性是有益的。近年來內窺鏡下引導的激光睫狀體光凝術可以更加精準的破壞睫狀體的無色素上皮細胞,定量進行手術，目前已經廣泛開展并取得了較好的療效，精準、定量的破壞進一步減少了對眼部其他組織的損傷。

7微創青光眼手術

小梁切除術及Ahmed青光眼引流閥植入術是目前治療青光眼最常用、療效確定的手術方式，兩種手術降眼壓效果明確，但是，術后存在的并發癥仍然困擾著眼科工作者，如淺前房、前房出血、脈絡膜脫離、惡性青光眼等，對于濾過泡依賴性手術，可能會出現薄壁濾過泡、濾過泡感染、濾過泡滲漏等，即使術后眼壓控制，患者將長期受到濾過泡相關并發癥的困擾，微創青光眼手術(micro-invasive glaucoma surgery，MIGS)因此出現并迅速發展。MIGS技術按照手術定位分兩大類：(1)減少房水經小梁網途徑流出阻力，擴展內引流，如小梁網iStent(Glaukos micro-bypass trabecular iStent)、Schlemm管支架(Hydrus Schlemm canal scaffold)、小梁消融術(Abinterno trabeculectomy trabectome)、準分子激光小梁切開術(excimer laser trabeculostomy)；(2)通過前房與脈絡膜上腔的連接裝置增加葡萄膜鞏膜通路引流，如Cypass引流器(Cypass suprachoroidalmicristent)等[27]，Fugo blade 房角切開術、GMS、Hydrus Schlemm canal scaffold等也屬于MIGS。微創青光眼手術具有：內路微小切口、微創、有效降眼壓、安全性高、愈合快等特征[28]，同時努力做到簡單可重復、早期術后低眼壓發生率低、長期良好控制眼壓、最低化導致白內障、快速視力恢復、可聯合白內障超聲乳化手術等[29]。MIGS的研究尚處于初始階段，其臨床效果、性價比、對患者的生活影響等是目前青光眼手術的研究熱點，因此微創青光眼手術對眼部組織的影響也需進一步的研究確定。

8小結

綜上所述，角膜是眼屈光系統的重要組成部分，是形成良好視力必須具備的條件之一，而角膜內皮細胞正常的生理功能以及解剖形態的完整是維持角膜透明性的關鍵。目前臨床上較為常用的各種類型青光眼手術對角膜內皮細胞均可能會產生或多或少的損傷，所以臨床工作中，對于一些角膜基本條件比較差的患者，我們在應用各種青光眼手術時要充分衡量各種手術對角膜內皮細胞可能產生的損傷，在符合適應證的條件下，選擇更加安全、對眼內組織損傷小的手術進行治療。目前傳統的青光眼手術對角膜內皮細胞影響的研究，國內外已有大量研究報道，而一些新型的青光眼手術、微創青光眼手術對眼部組織的影響尚處于研究階段。因此研究新一代青光眼手術對于角膜內皮細胞的可能影響，以及如何能更好地減少各種青光眼手術對角膜內皮細胞的損傷，是可以進一步繼續探討的方向。

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Effect of glaucoma surgery on corneal endothelial cells

Xue-Jiao Xu1,2, Hong-Bo Cheng2, Bing Han2

Innovation Project of Science and Technology Innovation Commission of Shenzhen(No.CXZZ20130516161815191)

Bing Han. the Affiliated Shenzhen Eye Hospital of Jinan University, Shenzhen Key Laboratory of Ophthalmology, Shenzhen 518000, Guangdong Province, China. 13828759916@163.com

2016-03-28Accepted：2016-06-03

?The corneal transparency is one of the important basic conditions for realizing normal physiological functions of visual organs. Also corneal endothelial cells are important conditions for maintaining normal corneal transparency. Therefore, only to ensure the morphology and physiological integrity of the corneal endothelial, can have normal vision. However, intraocular surgeries inevitably cause damage to corneal endothelial cells. This paper will review the effects of glaucoma surgery on corneal endothelial cells.

glaucoma; surgery; corneal endothelial cells

深圳市科技創新委員會技術創新計劃(No.CXZZ20130516161815191)

1(510632)中國廣東省廣州市,暨南大學；2(518000)中國廣東省深圳市,深圳市眼科醫院深圳眼科學重點實驗室 暨南大學附屬深圳眼科醫院

徐雪嬌，在讀碩士研究生，研究方向：青光眼與白內障。

韓冰，博士，主任醫師，研究方向：小兒斜弱視、白內障.13828759916@163.com

2016-03-28

2016-06-03

Xu XJ, Cheng HB, Han B. Effect of glaucoma surgery on corneal endothelial cells.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(7):1283-1286

10.3980/j.issn.1672-5123.2016.7.19

1Jinan University, Guangzhou 510632, Guangdong Province, China;2the Affiliated Shenzhen Eye Hospital of Jinan University, Shenzhen Key Laboratory of Ophthalmology, Shenzhen 518000, Guangdong Province, China